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  • 关系模型

    2009-11-05 15:14:00
    第二章 关系模型 本章为次重点章,我们经常...用二维表格结构表示实体集、外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。 基本术语有:字段(属性)、字段值(属性值)、记录(元组)、二维表格(元组集合、关系或实例)。...

    第二章 关系模型

    本章为次重点章,我们经常使用的数据库均采用关系模型,本章主要介绍了关系模型的关系运算理论,主要在于对关系演算运算的理解,为后面章节的SQL作准备。

    一、关系模型的基本概念(识记)

    1、关系模型的基本术语:

    用二维表格结构表示实体集、外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型。

    基本术语有:字段(属性)、字段值(属性值)、记录(元组)、二维表格(元组集合、关系或实例)。在这里,括号中的表述为关系模型中的术语。它与表格中术语可以一一对应。还有,关系中属性个数称为元数,元组个数为基数。

    键:由一个或几个属性组成。(注意键不一定是唯一的一个属性)

    超键:在关系中能唯一标识元组的属性集称为关系模式的超键。(注意,超键也是一个属性集,不一定只是一个属性)

    候选键:不含有多余属性的超键称为候选键。

    主键:用户选作元组标识的一个候选键为主键。

    外键:某个关系的主键相应的属性在另一关系中出现,此时该主键在就是另一关系的外键,如有两个关系SSC,其中S#是关系S的主键,相应的属性S#在关系SC中也出现,此时S#就是关系SC的外键。

    2、关系模式、关系子模式和存储模式

    关系模式:关系模式实际上就是记录类型。它包括:模式名,属性名,值域名以及模式的主键。关系模式仅是对数据特性的描述。 (这通常在数据库中表现为一个数据表的结构)

    关系子模式:就是用户所用到那部分数据的描述。

    存储模式:关系存储时的基本组织方式是文件,元组是文件中的记录。

    3、关系模型的三类完整性规则

    实体完整性规则:要求关系中组成主键的属性上不能有空值。

    参照完整性规则:要求不引用不存在的实体。

    用户定义完整性规则:由具体应用环境决定,系统提供定义和检验这类完整性的机制。

    4、关系模型的形式定义:数据结构、数据操作和完整性规则。

    二、关系代数运算(简单应用)

    1、关系代数的五个基本操作:并、差、笛卡尔积、投影和选择。

    ():两个关系需有相同的关系模式,并的对象是元组,由两个关系所有元组构成。

    (-):同样,两个关系有相同的模式,RS的差是由属于R但不属于S的元组构成的集合。

    投影(σ):对关系进行垂直分割,消去某些列,并重新安排列的顺序。

    选择(π):根据某些条件关系作水平分割,即选择符合条件的元组。

    2、关系代数的四个组合操作:交、联接、自然联接和除法

    ()RS的交是由既属于R又属于S的元组构成的集合。

    联接包括θ联接和F联接,是选择R×S中满足iθ(r+j)F条件的元组构成的集合,特别注意等值联接(θ为等号"=")

    自然联接(R|X|S):在R×S中,选择RS公共属性值均相等的元组,并去掉R×S中重复的公共属性列。如果两个关系没有公共属性,则自然联接就转化为笛卡尔积。

    除法(÷):首先除法的结果中元数为两个元数的差,以例2.6为例,我们可以直接用观察法来得到结果,把S看作一个块,拿到R中去和相同属性集中的元组作比较,如果有相同的块,且除去此块后留下的相应元组均相同,那么可以得到一条元组,所有这些元组的集合就是除法的结果。

    对于上述的五个基本操作和组合操作,应当从实际运算方面进行理解和运用,对其形式定义可不必深究。注意课本上的例子。

    3、关系代数表达式及应用

    在关系代数表达式中,复合了上述五个基本操作,在给出相应的表格(关系)中,应该能够根据给出的关系代数表达式计算关系值,也要能根据相应查询要求列出关系表达式。

    在列关系表达式时,通常有以下形式:

    π...(σ...(R×S))或者π...(σ...(R|X|S))

    首先把查询涉及到的关系取来,执行笛卡尔积或自然联接操作得到一张大的表格,然后对大表格执行水平分割(选择)和垂直分割(投影)操作。但是注意当查询涉及到否定或全部值时,就不能用上述形式,而要用到差或除法操作。

    三、关系演算(领会)

    关系演算分为元组关系演算或域关系演算,前者以元组为变量,后者以域为变量。

    元组演算表达式的一般形式为:{t|P(t)},其含义为:这是一个元组集合,其中的每个元组t(t是元组变量)满足公式P所规定的条件。所以在书写演算表达式时,应该注重理解公式P如何表达。

    域演算表达式的一般形式为:{t1...tk|P(t1...,tk)},其含义为:这是一个域集合,其中每个域变量的取值关系满足公式P所规定的条件。也是注意公式P的表达。

    以上两类演算需要一定的离散数学基础,如果不能很深刻的掌握,问题也不大,主要应看懂表达式即可,对于给定的表达式和给定的关系,应当能计算表达式的结果(得到一个关系)

    四、查询优化

    查询优化的目的就是为了系统在执行时既省时间又能提高效率,在关系代数运算中,通常是先进行笛卡尔积或联接运算,再进行选择和投影,恰当地安排选择、投影和联接的顺序,就可实现查询优化。

    优化的策略主要有以下几点:

    (1)在关系代数表达式中尽可能早地执行选择操作(早选择).

    (2)把笛卡尔积和随后的选择操作合并成F联接运算(F联接)

    (3)同时计算一连串的选择和投影操作(同时算)

    (4)保留同一子表达式的结果

    (5)适当对关系文件进行预处理

    (6)计算表达式之前先估计一下怎么计算合算。

    以上几点需要理解。根据表达式优化的算法步骤对给定表

    转载于:https://www.cnblogs.com/gzhnan/articles/1596694.html

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  • MySQL关系模型

    2021-06-02 19:12:24
    概念:关系模型是由若干个关系模式组成的集合,关系模式的实例称为关系,每个关系实际上是 一 张二维表格

    1.概念:关系模型是由若干个关系模式组成的集合,关系模式的实例称为关系,每个关系实际上是               一张二维表格。

    2.关系模型用键导航数据,其表格如下:

    4.关系数据库是以关系模型为基础的数据库,是一种根据表、元组(记录)以及字段(列)之间的关系进行组织和访问数据的数据库,其通过若干个表来存取数据,并且通过关系将这些表联系在一起。 

    5.关系模型中的术语:关系(Relation)  

                                       元组(Tuple)

                                       属性(Attribute)  

                                       主键(Key)  

                                       关系模式 

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  • 关系模型

    2015-10-07 17:09:39
    关系模型:用二维表格表示实体集,用关键码进行数据导航的数据模型称为关系模型。   在关系模型中 字段-----属性,字段值-----属性值 记录类型-----关系模式 记录-----元组(tuple) 元组的集合-----关系...

    关系模型:用二维表格表示实体集,用关键码进行数据导航的数据模型称为关系模型。

     

    在关系模型中

    字段-----属性,字段值-----属性值

    记录类型-----关系模式

    记录-----元组(tuple)

    元组的集合-----关系(relation)或实例(instance)

    关系中属性个数称为元数(arity),元组个数为基数(cardinality)。 

    一般用大写字母A、B、C、… 表示单个属性,用大写字母 …、X、Y、Z表示属性集,用小写字母表示属性值,有时也习惯称呼关系为表或表格,元组为行(row),属性为列(column)。

    关键码(key,简称键)由一个或多个属性组成。在实际使用中,有下列几种键。

    超键(super Key):在关系中能唯一标识元组的属性集。

    候选键(candidate Key):不含多余属性的超键。

    主键(primary Key):用户选作元组标识的候选键。

    外键(foreign Key):如果在关系模式R中属性K是其他关系模式的主键,那么K在该模式R中称外键。

    关系是一个属性相同的元组的集合。

    在关系模型中,对关系作了下列规范性限制:

    关系中每一个属性值都是不可分解的;

    关系中不允许出现重复元组(即不允许出现相同的元组);

    由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序,即没有行序;

    元组中的属性在理论上也是无序的,但使用时按习惯考虑列的顺序。

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  • 关系模型和关系代数

    2018-03-24 22:04:00
    关系模型:用二维表格表示实体集,用关键码表示实体之间联系的数据模型称为关键模型。 在关系模型中,字段称为属性,字段值称为属性值,记录类型称为关系模式。记录称为元组,元组的集合称为关系或实例。一般用大写...

    关系模型

    基本术语:

    关系模型:用二维表格表示实体集,用关键码表示实体之间联系的数据模型称为关键模型。

    在关系模型中,字段称为属性,字段值称为属性值,记录类型称为关系模式。记录称为元组,元组的集合称为关系或实例。一般用大写字母A、B、C...表示单个属性,用大写字母...X、Y、Z表示属性集,用小写字母表示属性值,元组为行(Row), 属性为列(Column)。

    关系中的属性的个数称为“元组”,元组个数称为“基数”。

    关键码(Key,键)由一个或多个属性组成。在实际使用中,有下列几种键。

    • 超键:在关系中能唯一标识元组的属性或属性集称为关系模式的超键;
    • 候选键:不含多余属性的超键称为候选键;
    • 主键:用户选作元组标识的候选键称为主键。一般不加说明键指主键;
    • 外键:如果模式R中属性K是其他模式的主键,那么K在模式R中称为外键。

    关系中每一个属性都有一个取值范围,称为属性的值域(Domain),属性A的取值范围用DOM(A)表示。

    关系的定义和性质

    关系是一个属性数目相同的元组的集合。

    在关系模型中,对关系做了下列规范性限制:

    • 不可分解:关系中每个属性值都是不可分解的;
    • 不重复:关系中不允许出现重复元组;
    • 无行序:由于关系是一个集合,因此不考虑元组间的顺序;
    • 无列序:元组中的属性理论上也是无序的,但使用时按习惯考虑列的顺序。

    三类完整性原则

    实体完整性原则:

    这条规则要求关系中元组在组成主键的属性上不能有空值。如果出现空值,那么主键值就起不到唯一标识元组的作用。

    参照完整性规则:

    这条规则的实质是“不允许引用不存在的实体”。该规则在具体使用时有三点可变通:

    1. 外键和相应的主键可以不同名,只要定义在相同的值域上即可;
    2. 可以引用本关系中的主键。这样表示同一个关系中不同元组之间的联系;
    3. 外键值是否为空,应视具体情况而定。

    用户定义的完整性原则:

    建立关系模型时对属性定义了数据类型可能还满足不了用户的需求。用户应该可以根据具体数据约束,设置完整性原则,设置完整性规则,由系统来检查实施,以统一的方法处理它们,不再由应用程序承担这份工作。

    关系模型的三层体系结构

    关系模式:

    记录类型称为关系模式,而关系模式的集合就是数据库的概念模式。

    子模式:

    用户所用到的那部分数据的描述。

    存储模式:

    在DBMS中,关系存储时是作为文件看待的,每个元组就是一条记录。由于关系模式有键,因此存储一个关系可以用散列的方法或索引方法实现。

    关系模型的形式定义和优点

    关系模型有三个重要的组成部分:数据结构、数据操纵和数据完整性控制。

    • 数据结构:数据库中全部数据及其相互联系都被组织成“关系”的形式。关系模型的基本数据类型是关系。
    • 数据操纵:关系模型提供一组完备的高级关系运算,以支持对数据库的各种操作;
    • 数据完整性原则:数据库中的数据必须满足实体完整性、参照完整性和用户定义完整性原则。

    关系模式优点:

    1. 关系模型提供单一的数据结构形式,具有高度的简明性和精确性;
    2. 逻辑结构和相应的操作完全独立于数据的存储方式,具有高度的数据独立性;
    3. 关系模型使数据库的研究建立在比较坚实的数学基础上;
    4. 为以关系数据库为基础的推理系统和知识库系统的研究提供了方便,并成为新一代数据库技术不可缺少的基础。

    关系代数

    关系代数的五个基本操作:

    • 并(Union):设关系R和S具有相同的关系模式,R和S的并是由属于R或属于S的元组构成的集合,记为R∪S。
    • 差(Difference):设关系R和S具有相同的关系模式,R和S的差是由属于R但不属于S的元组构成的集合,记为R-S。
    • 笛卡儿积(Cartesian Product):设关系R和S的元组数分别为r和s,R和S的笛卡儿积是一个(r+s)的元组集合,每个元组的前r个分量(属性值)来自R的一个元组,后s个分量来自S的一个元组,记为R×S。
    • 投影(Projection):对一个关系进行垂直分割,消去某些列,并重新安排列的排序,用π表示。
    • 选择(Selection):根据某些条件对关系进行水平分割,即选取符合条件的元组,用σ表示。

    关系代数的四个组合操作:

    • 交(Intersection):由即属于R又属于S的元组构成的集合,记为R∩S。这里要求R和S定义在相同的关系模式上。
    • 连接(Join):从关系R和S的笛卡儿积中选取属性值满足某一操作θ的元组。
    • 自然连接(Natural Join):第一步,计算R和S的笛卡儿积;第二步,挑选公共属性相同的元组;第三步,去掉S中的相关列。
    • 除/逆笛卡儿积(Division):R÷S是一个(r-s)元的元组集合,满足下列条件的最大关系:其中每个元组t与S中的每个元组u组成的新元组<t,u>必在关系R中。

    关系代数的七个扩充操作:

    • 改名:改名运算符用ρS(A1,A2,...An)(R)表示。表示把关系R改名为S,S中的元组和R中一样,属性顺序为A1,A2,...An。如果只需要改名不需要重新排列属性,可以简写为ρS(R)。
    • 广义投影:广义投影允许在投影列表中使用算术函数来对投影进行拓展。
    • 赋值:赋值运算符“←”,通过把临时变量赋值,可以把关系代数分开写,以把复杂的表达式化整为零,成为简单的表达式。注意:赋值操作不执行关系操作,仅仅是保存关系形式,该表达式可以重复使用。
    • 外连接:如果在做R和S的自然连接时,把原本该舍弃的元组也保留在新关系中,同时在这些元组新增的属性上填上空值,这种操作称为“外连接”。同样的,如果只保留R中该舍弃的元组,称为“左外连接”,只保存S中该舍弃的元组,称为“右外连接”。
    • 外部并:上面定义R和S的并操作时,规定两者需要有两桶的关系模式。如果关系模式不同,构成的新关系的属性由两者的所有属性组成(公共属性只取一次),新关系的元组由属于R或S的元组组成,同时在元组新增加的属性上填上空值,这种操作称为“外部并”。
    • 半连接:定义为R和S的自然连接在关系R的属性集上的投影。半连接主要用于分布式数据库中。
    • 聚集操作:指输入一个值的集合,根据该集合得到一个单一值作为结果。常用的聚集函数包括求最大值max,最小值min,平均值avg,总和值sum和计数值count等。

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  • 关系模型和关系运算

    千次阅读 2015-11-09 22:52:54
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  • 关系模型与数据表

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    关系模型是由若干个关系模式组成的集合,关系模式的实例称为关系,每个关系实际上是一张二维表格关系模型用键导航数据,其表格简单。
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    2019-09-13 08:54:35
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  • 第3章 关系数据模型

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  • 关系模型的基本术语

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    关系模型的基本术语关系:整个二维表 关系名:表格名称 元组:行数据(记录) 属性:列数据(字段,分量) 属性名:列名称(字段名) 主键:唯一确定元组的属性组(关键字) 域:属性的取值范围 关系模式:...
  • 关系模型的相关术语

    千次阅读 2019-03-22 22:38:55
    关系:整个二维关系名:表格名称 元组:行数据(记录) 属性:列数据(字段/分量) 属性名:列名称(字段名) 主键:唯一确定元组的属性组(关键字) 域:属性的取值范围 关系模式:关系的描述,表示为:关系名...
  • 数据库设计,E-R图,关系模型范式

    千次阅读 2015-04-21 18:12:52
    1.关系模型:用二维表格结构表示实体集,外键表示实体间联系的数据模型称为关系模型关系模型是由若干个关系模式组成的集合。2.关系模式:关系模式实际上就是记录类型。它包括:模式名,属性名,值域名以及模式的...
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  • 关系数据模型:用二维表格表示实体,用关键码表示实体键联系的数据模型。 关键码:又称为键,键是由一个或几个属性组成。(这种定义就比较随便了) 超键:在一个关系中,能唯一标识元组的属性或属性集 候选键:...
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空空如也

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关系模型二维表格